| 研究課題/領域番号 |
05555170
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| 研究種目 |
試験研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
無機材料・物性
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
曽我 直弘 京都大学, 工学部, 教授 (80026179)
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| 研究分担者 |
今田 清久 宮崎大学, 工学部, 教授 (00037748)
中西 和樹 京都大学, 工学部, 助手 (00188989)
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| 研究期間 (年度) |
1993 – 1994
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| 研究課題ステータス |
完了 (1994年度)
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| 配分額 *注記 |
13,100千円 (直接経費: 13,100千円)
1994年度: 5,500千円 (直接経費: 5,500千円)
1993年度: 7,600千円 (直接経費: 7,600千円)
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| キーワード | ゾル-ゲル法 / シリカ / 相分離 / 細孔構造 / 表面修飾 / 分離機能 / 人工骨 / 多孔体 / クロマトグラフィー |
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| 研究概要 |
珪素アルコキシドを数種の水溶性高分子の共存下、酢酸を触媒として加水分解することにより、マイクロメートル領域に種々のサイズの絡み合い多孔構造を持つ、湿潤シリカゲルを作製した。このとき得られる構造は、ゾル-ゲル転移とスピノ-ダル分解機構による相分離が、ほぼ同時に起こることによって形成されることを、レーザー光散乱装置による時分割測定によって確認した。このゲルを湿潤状態のまま、種々の温度、濃度およびゲルに対する体積比の異なるアンモニア水溶液に浸漬し、その後所定の乾燥・熱処理を行って、得られたゲルのナノメートル領域の細孔径分布を、窒素吸着法によって測定した。その結果、浸漬するアンモニア溶液の濃度が高いほど、あるいは温度が高いほど、平均細孔径は大きくなり、最大20nmにまで至るが、溶媒量が少ないほど構造変化は緩慢に起こることが明らかになった。この結果は、ミクロポア領域の構造を多く含むゲルにおいては、溶媒への溶出過程が全構造変化の律速段階となっていることを示している。また、この浸漬処理によって、ミクロポアはほぼ完全に消失し、最初に形成されているマイクロメートル領域の気孔とナノメートル領域の細孔とが、共に鋭い分布を持つように制御できることが解った。このようにして得られたバルク状多孔質ゲルの細孔表面を、オクタデシル化およびメチル化させ、一体型クロマトグラフィーカラムとして性能試験を行ったところ、従来品と比較して、分離性能は同程度、所定の流量を得るための試料液体圧力は1/10程度となり、高効率分離用カラムとして極めて有望であることが明らかになった。さらに同種のシリカゲルを疑似体液に浸漬して、骨類似のアパタイトを表面に形成させることができた。このメカニズムとして非常に細かいシリカゲル骨格の溶出と再析出過程が重要な役割を果していることが見出された。
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